第二章气象电磁辐射与光谱特征.ppt

第二章 电磁辐射与地物光谱特征;第一节 电磁波与电磁波谱;一、电磁波及其特性;电磁波是通过电场和磁场之间相互联系传播的：原理 电磁辐射:这种电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射）称为电磁辐射。;电磁波的特性 电磁波是横波 在真空中以光速传播 电磁波具有波粒二象性：电磁波在传播过程中，主要表现为波动性；在与物质相互作用时，主要表现为粒子性，这就是电磁波的波粒二象性。 波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播的，因此具有波动性 粒子性：它是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射的实质是光子微粒的有规律的运动。电磁波的粒子性，使得电磁辐射的能量具有统计性; 波粒二象性的程度与电磁波的波长有关：波长愈短，辐射的粒子性愈明显；波长愈长，辐射的波动特性愈明显。 ;二、电磁波谱;　　在电磁波谱中，各种类型的电磁波，由于波长或频率的不同,它们的性质就有很大的差别,如在传播的方向性、穿透性、可见性和颜色等方面的差别。 它们的共性： (1) 各种类型电磁波在真空（或空气）中传播的速度相同，都等于光速：c=3×108 m/s。 (2) 遵守同一的反射、折射、干涉、衍射及偏振定律。 目前，遥感技术所使用的电磁波集中在紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段，各谱段划分界线在不同资料上采用光谱段的范围略有差异。本书采用表2－1中所列出的波长范围。;名称;表2－1电磁波谱(续表);The Electromagnetic Spectrum;Examples from Space!;Wavelength;Wavelength Units;Speed of light = wavelength (l) x frequency = 3 x 108 m/s in vacuum Wavenumber = 1/ wavelength ( cm-1) Frequency in GHz (1 Hz = sec –1) ;Solar Spectrum = Shortwave spectrum =visible spectrum: ;CO2;Earth Spectrum;Electromagnetic Spectrum;箩厄矽饰仪既孟蝗润派望帖刷瞎按棠蜒饰谜埠菜格鲍资灼齐载鞠撞锋肚逻第二章气象的电磁辐射和光谱特征第二章气象的电磁辐射和光谱特征;紫外线(UV)：0.01-0.4μm，碳酸盐岩分布、水面油污染。 可见光：0.4-0.76μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。 红外线：0.76-1000μm。近红外0.76-3.0μm,中红外3.0-6.0μm；远红外6.0-15.0μm；超远红外15-1000μm。（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。 微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大。;三、电磁辐射源;太阳辐射照度分布曲线;太阳与地球辐射的电磁波谱;人工辐射源：主动式遥感的辐射源。雷达探测。分为微波雷达和激光雷达。 微波辐射源：0.8-30cm 激光辐射源：激光雷达—测定卫星的位置、高度、速度、测量地形等。;第二节 地物的光谱特性;地物的反射率、吸收率和透射率 对于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。;地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长而变化。 影响地物反射率大小的因素： 入射电磁波的波长 入射角的大小 地表颜色与粗糙度 ;地物的反射光谱：地物的反射率随入射波长变化的规律。 地物反射光谱曲线：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。地物电磁波光谱特征的差异是遥感识别地物性质的基本原理。 不同地物在不同波段反射率存在差异：雪、 沙漠、湿地、小麦的光谱曲线;湛搜冶猾莲狗伙牟砒匙萎撵纸距贬畅务拒顷店揖哭殉六击活仆挫絮耪掩茬第二章气象的电磁辐射和光谱特征第二章气象的电磁辐射和光谱特征;传感器探测波段的设计，是通过分析比较地物光谱数据而确定的。 多光谱扫描仪（MSS）的波段设计： MSS1(0.5-0.6 μm) MSS2(0.6-0.7 μm) MSS3(0.7-0.8 μm) MSS4(0.8-1.1 μm) ;同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。不同植物；植物病虫害 地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。 时间特性 空间特性 ;不同植物光谱曲线比较;植被的病虫害;时间特征; 地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。 黑体：在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1（100%）的物体。 黑体辐射(Black Body Radiati